CN105223116A - 一种基于核磁共振谱系数法计算束缚水饱和度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于核磁共振谱系数法计算束缚水饱和度的方法，属于储层评价领域。所述方法包括：首先对岩心进行核磁共振标准T₂测试实验，获取岩心核磁T₂分布谱，利用称重法测量计算岩样的实际束缚水饱和度S_TURE；利用核磁T₂谱和岩样的实际束缚水饱和度S_TURE，采用最小二乘法确定不同孔隙分量下的待定系数，建立计算束缚水饱和度的新模型，最后得到岩样计算的束缚水饱和度。本发明实现了利用核磁共振谱系数法确定储层束缚水饱和度，且通过对比采用新模型计算的结果，能够更准确、更可靠的获取储层束缚水饱和度，为石油勘探和油藏开发评价提供可靠的储层参数。

Description

一种基于核磁共振谱系数法计算束缚水饱和度的方法

技术领域

本发明涉及储层评价领域，储层束缚水饱和度评价领域，特别涉及一种基于核磁共振谱系数法计算束缚水饱和度的方法。

背景技术

利用核磁共振测井计算储层束缚水饱和度尤为重要，它直接或间接影响到有效孔隙度、渗透率、自由流体饱和度等储层参数的计算精度，目前利用核磁共振测井计算储层束缚水饱和度的方法主要有两种：T₂截止值法与谱系数法。

T₂截止值法是目前最常用的方法，计算模型如下：

$S_{BVI}=\frac{{\∫}_{T_{2\min }}^{T_{2cutoff}}\mathrm{\φ}d\left(T_2\right)}{{\∫}_{T_{2\min }}^{T_{2\max }}\mathrm{\φ}d\left(T_2\right)}*100\%$

式中：S_BVI为束缚水饱和度，T_2min为T₂分布最小值，T_2max为T₂分布最大值，φ为T₂对应的幅度值，T_2cutoff为束缚流体的T₂截止值，具有地区经验性，需要由大量岩心实验确定，也是计算精度的关键所在，在砂岩储层通常取33ms，在碳酸岩储层通常取92ms。

谱系数法的计算模型如下：

$W_i=\frac{1}{{\mathrm{mT}}_{2,i}+b}$

式中：S_SSBVI为计算的束缚水饱和度，W_i为计算的第i个权系数分量，为T₂分布第i个孔隙分量，m、b为待定系数，Coates等人通过大量实验在砂岩储层m为0.0618，b为1。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

T₂截止值法模型简单，截止值地区性依赖强取值差异大，在特定区域计算结果精度难以满足要求，尤其在稠油储层计算结果偏大；谱系数法模型合理但是在小孔占优的储层计算结果往往偏小，权系数模型有待改进。

发明内容

本发明的目的是在谱系数法基础上通过对权系数的改进，从而得到新的计算模型，使其计算束缚水饱和度更加接近实际情况，满足对储层评价的精度要求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于核磁共振谱系数法计算束缚水饱和度的方法，包括以下步骤：

步骤(1)，对岩样岩心进行核磁共振标准T₂测试实验，获取核磁T₂谱分布；

步骤(2)，利用称重法测量计算岩样的实际束缚水饱和度S_TURE；

步骤(3)，利用核磁T₂谱和岩样的实际束缚水饱和度S_TURE，采用最小二乘法确定待定系数a、b；

步骤(4)，根据步骤(3)确定的待定系数a、b，建立新模型：

$W_i=e^{-a\·{T_{2,i}}^b}$

其中，S_SSBVI为计算的束缚水饱和度；

W_i为权系数分量；

φ_i为T₂分布孔隙分量；

T_2,i为核磁测量的横向弛豫时间；

a、b为待定系数；

利用该模型得到计算束缚水饱和度S_SSBVI。

在进行步骤(1)之时，按照《岩样核磁共振参数实验室测量规范SY/T6490-2007》标准规定的流程对岩样进行核磁共振测量获取岩样T₂分布谱。

在进行步骤(2)之前，需要测量岩样的干重、湿重、离心后的重量。

具体的，利用测量岩样干重、湿重、离心重的数据采用称重法计算岩样束缚水饱和度作为岩样实际的束缚水饱和度S_TURE值，通过以下公式计算得到，

$S_{TURE}=\frac{G_L-G_G}{G_S-G_G}*100\%$

其中，G_L为岩样离心后重量，即离心重；G_G为岩样烘干后的重量，即干重；G_S为岩样饱和水状态下的重量，即湿重。

具体的，利用步骤(1)得到的岩样T₂谱与步骤(2)称重法得到的岩样的实际束缚水饱和度S_TURE，采用最小二乘法利用excel中规划求解来确定新模型中的待定系数a、b值。

具体的，所述步骤(3)中W_i为权系数分量的求取，所述步骤(4)中权系数分量Wi的求取，每一个权系数分量与其所对应的T2时间值为指数关系，而且随着T2时间的减小权系数Wi逐渐趋于1，具体的是将步骤(3)中确定的系数a、b带入到公式求取。

具体的，所述步骤(4)中计算的束缚水饱和度S_SSBVI是根据确定的权系数得到计算的束缚水饱和度S_SSBVI。

与实际束缚水饱和度相比，所述束缚水饱和度S_SSBVI绝对误差在4个单位以内，该单位以百分比计；相对误差在10％以内。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明提供了一种确定储层束缚水饱和度的新方法，通过对现有谱系数法计算模型的改进，使得权系数更加容易求取；通过实际研究发现a、b值与T₂截止值具有相关性，认为改进模型是原谱系数法和T₂截止值法两者的综合考虑。使得利用核磁共振计算储层束缚水饱和度更加准确、可加可靠，为利用核磁共振测井计算其他相关的储层参数提供有力保证。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的确定储层束缚水饱和度的方法流程图；

图2是本发明实施例提供的新模型在不同a值下权系数W_i变化曲线；

图3是本发明实施例提供的原模型计算的束缚水饱和度与称重法测量束缚水饱和度对比图。

图4是本发明实施例提供的新模型计算的束缚水饱和度与称重法测量束缚水饱和度对比图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参见图1，本发明实施例提供了一种确定储层束缚水饱和度的方法，按照如下步骤进行操作：

步骤一，本实施例中选取华北油田某区域的30块岩样，按照《岩样核磁共振参数实验室测量规范SY/T6490-2007》标准规定的流程对这些岩样进行核磁共振测量获取岩样T₂分布谱。

步骤二，通过测量每一块岩样干重、湿重、离心重的数据采用称重法计算岩样束缚水饱和度作为岩样真实的束缚水饱和度值，见表1，计算公式如下：

$S_{TURE}=\frac{G_L-G_G}{G_S-G_G}*100\%$

其中，G_L为岩样离心后重量，即离心重；G_G为岩样烘干后的重量，即干重；G_S为岩样饱和水状态下的重量，即湿重。

步骤三，结合步骤一中获得的核磁共振T₂谱与步骤二获得的束缚水饱和度，采用最小二乘法求取a值为0.032，b值为1.05。

步骤四，利用步骤三得到的待定系数a、b，最终得到计算的束缚水饱和度模型：

$W_i=e^{-0.032\·{T_{2,i}}^{1.05}}$

其中，S_SSBVI为计算的束缚水饱和度；

W_i为权系数分量；

为T₂分布孔隙分量；

T_2,i为核磁测量的横向弛豫时间。

图2是本发明实施例提供的新模型在不同a值下权系数W_i变化曲线，随着T₂值的减小，权系数逐渐趋近1，其物理意义为随着孔隙半径的减小，其束缚水所占空间比例逐渐增大；而且随着a值的增大，束缚水所占空间比例增大的速率更快。

由上述新模型计算每一块岩样的计算的束缚水饱和度S_SSBVI，计算结果见表1。

表1

从该实施例中可以看出该批岩样束缚水饱和度的计算采用新模型与原模型相比绝对误差平均降低1.56，相对误差评价降低4.92％，与实际束缚水饱和度相比绝对误差是3.04(％)，相对误差为8.51％。其对比见图3、图4所示。图中充分说明了模型的改进有助于束缚水饱和度计算精度的提高。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种基于核磁共振谱系数法计算束缚水饱和度的方法，其特征在于，所述方法按照以下步骤进行操作：

步骤(1)，对岩样岩心进行核磁共振标准T₂测试实验，获取核磁T₂谱分布；

步骤(2)，利用称重法测量计算岩样的实际束缚水饱和度S_TURE；

步骤(3)，利用核磁T₂谱和岩样的实际束缚水饱和度S_TURE，采用最小二乘法确定待定系数a、b；

步骤(4)，根据步骤(3)确定的待定系数a、b，建立束缚水饱和度计算模型：

$W_i=e^{-a\·{T_{2,i}}^b}$

其中，S_SSBVI为计算的束缚水饱和度；

W_i为权系数分量；

φ_i为T₂分布孔隙分量；

T_2,i为核磁测量的横向弛豫时间；

a、b为待定系数；

利用该模型得到计算束缚水饱和度S_SSBVI。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中岩心核磁共振T₂测试实验按照《岩样核磁共振参数实验室测量规范SY/T6490-2007》标准规定的流程进行。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行步骤(2)之前，需要测量岩样的干重、湿重、离心后的重量。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，利用测量岩样干重、湿重、离心重的数据，利用称重法测量计算岩样的实际束缚水饱和度，通过以下公式计算：

$S_{TURE}=\frac{G_L-G_G}{G_S-G_G}*100\%$

其中，S_TURE为岩样的实际束缚水饱和度；

G_L为岩样离心后重，即离心重；

G_G为岩样烘干后的重量，即干重；

G_S为岩样饱和水状态下的重量，即湿重。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中待定系数a、b是利用步骤(1)得到的岩样T₂谱与步骤(2)称重法得到的岩样的实际束缚水饱和度S_TURE，采用最小二乘法原理利用excel中规划求解来确定模型中的待定系数a、b值。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中权系数分量W_i的求取，每一个权系数分量与其所对应的T₂时间值为指数关系，而且随着T₂时间的减小权系数W_i逐渐趋于1。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中计算的束缚水饱和度S_SSBVI是根据确定的权系数得到计算的束缚水饱和度S_SSBVI。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述束缚水饱和度S_SSBVI与实际束缚水饱和度相比，绝对误差在4个单位以内，该单位以百分比计；相对误差在10％以内。